東芝第3代碳化硅MOSFET為中高功率密度應用賦能

點擊“東芝半導體”，馬上加入我們哦！

碳化硅（SiC）是第3代半導體材料的典型代表，具有高禁帶寬度、高擊穿電場和高功率密度、高電導率、高熱導率等優越的物理性能，應用前景廣闊。

目前，東芝的碳化硅MOSFET也已經發展到了第3代，新推出的650V和1200V電壓產品現已量產。其柵極驅動電路設計簡單，可靠性得到進一步的提高。

碳化硅MOSFET的優勢

相同功率等級的硅MOSFET相比，新一代碳化硅MOSFET導通電阻、開關損耗大幅降低，適用于更高的工作頻率，其高溫工作特性也大大提高了器件的高溫穩定性。其優點包括工作溫度高、阻斷電壓高、損耗低、開關速度快四大方面。

在相同的功率等級下，設備中功率器件的數量、散熱器體積、濾波元件體積都能大大減小，同時效率也有大幅度的提升，有助于實現車輛電氣化和工業設備的小型化。

器件的基本特性

東芝第3代碳化硅MOSFET

東芝第3代碳化硅MOSFET的主要特性如下

（1）單位面積導通電阻低（RDS(ON)A）

（2）低漏源導通電阻×柵漏電荷（RDS(ON)×Qgd）

（3）低二極管正向電壓：VDSF＝-1.35V（典型值）@VGS＝-5V

（4）內置SBD實現低VF和高可靠性（繼第二代產品之后）

（5）顯著改善導通電阻和開關損耗

（6）抗噪性高，使用方便

東芝第3代碳化硅MOSFET主要規格

功能特性分析

東芝推出的第3代TWxxNxxxC系列，共有10款產品，包括5款1200V和5款650V產品。

與第2代產品一樣，這些新一代MOSFET內置了與碳化硅MOSFET內部PN結二極管并聯的碳化硅肖特基勢壘二極管（SBD），其正向電壓（VF）低至-1.35V（典型值），可以抑制RDS(on)波動，從而提高了可靠性。

內置SBD抑制波動

不過，當MOSFET采用SBD單元時，會使MOSFET的性能下降：單位面積導通電阻（RDS(ON)A）及代表導通電阻和高速的品質因數（Ron*Qgd）增大。為了降低單位面積導通電阻通常會增加芯片面積，但這又帶來了單位成本的問題。

為此，東芝利用先進的碳化硅工藝顯著改善了單位面積導通電阻RDS(ON)A和Ron*Qgd。新產品的RDS(ON)A比第二代產品降低了43%，從而使漏源導通電阻×柵漏電荷（Ron*Qgd）降低了約80%，開關損耗約降低約20%，有助于提高設備效率。此外，由于柵極驅動電路設計簡單，可防止開關噪聲引起的故障。

東芝第3代碳化硅MOSFET和第二代產品的結構

新產品RDS(ON)A的改進

在VDD＝800V，ID＝20A，L＝100μH，RG（外部柵極電阻）＝4.7Ω測量條件下，測量的第2代和第3代碳化硅MOSFET的導通和關斷波形如下圖所示。

兩代產品的導通和關斷波形

產品應用方向

東芝650V和1200V第3代碳化硅MOSFET擁有更低的功耗，適用于大功率且高效、高功率密度的各類應用，如開關電源（數據中心、服務器、通信設備等）、不間斷電源（UPS）、光伏逆變器、電動汽車充電站等。

東芝也在不斷擴大其功率器件產品線，強化生產設施，并通過提供易于使用的高性能功率器件，為中高功率密度應用賦能，努力實現碳中和經濟。

點擊“閱讀原文”，了解更多東芝產品信息！

點擊前往了解更多信息

東芝微站

關于東芝電子元件及存儲裝置株式會社

東芝電子元件及存儲裝置株式會社是先進的半導體和存儲解決方案的領先供應商，公司累積了半個多世紀的經驗和創新，為客戶和合作伙伴提供分立半導體、系統LSI和HDD領域的杰出解決方案。

公司22,200名員工遍布世界各地，致力于實現產品價值的最大化，東芝電子元件及存儲裝置株式會社十分注重與客戶的密切協作，旨在促進價值共創，共同開拓新市場，公司現已擁有超過8,598億日元（62億美元）的年銷售額，期待為世界各地的人們建設更美好的未來并做出貢獻。

如需了解有關東芝電子元件及存儲裝置株式會社的更多信息，請點擊以下鏈接進行訪問：https://toshiba-semicon-storage.com